唯快不破!解读Wi-Fi 6的主要功能和优点

网络 通信技术
Wi-Fi 6(802.11ax)正在发挥关键作用,帮助Wi-Fi演变成无冲突的确定性无线技术,显著提高聚合网络吞吐量,以满足高密度场所的需求。

Wi-Fi行业目前正在迅速发展,其增长势头持续向好。作为一种无处不在的基础设施,Wi-Fi通常在各种地点都有提供,包括高端的企业/商务场合、学校办公地点、体育馆、机场、酒店、社区和交通枢纽等。快速可靠的Wi-Fi连接现在被许多人视为人类的基本需求。因此,尽管主流运营商推出了***制的数据计划,但Wi-Fi数据消费仍然大幅超过蜂窝网络。根据思科VNI的预测,到2021年,Wi-Fi的全球互联网流量预计将超过蜂窝网络的2.5倍。

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需要稳定的Wi-Fi网络连接的设备,其数量的暴增已成为非授权频谱创新的催化剂。实际上,美国联邦通信委员会一致投票决定在6 GHz频段发布额外的1.2GHz非授权频谱。Wi-Fi使用场景已经大大扩展,为适应过多的物联网(IoT)设备、智能家居以及室外部署和高密度环境,有额外频谱可供使用这将是十分及时的。新的这些应用场景通常会出现竞争通话时间的连接设备密集聚合的现象,这会产生嘈杂的Wi-Fi频谱,增加干扰并降低用户体验。

特别是,高密度环境对当今已经过载的Wi-Fi网络提出了巨大的挑战。由于无线用户和客户数量持续增加,累计大约有90亿Wi-Fi设备出货,因此有限频谱的严峻现状将变得更加复杂。此外,预计到2022年,典型家庭中的连接设备数量将达到50+个。在发达国家,通常可以看到配备有Wi-Fi智能安全摄像头、恒温器、烟雾探测器、门铃、洒水系统和车库门的典型住宅。

高性能的Wi-Fi显然已成为各种新设备、应用和服务的关键需求。这些应用包括低带宽、短分组应用,如Wi-Fi呼叫、每隔几秒钟对数据进行推送或轮询的IoT传感器,以及带宽密集型应用,如视频流。不出所料到2023年,视频预计将占所有移动数据流量的75%。这种非同类的流量(被下行上传到Wi-Fi网络)的很大一部分包括社交实时流应用,这些应用对高链路可用性要求和按需交互视频的延迟敏感。多种因素正在推动视频消费的增长,例如更大的显示器和更快的处理器,更多的数据密集型内容以及AR / VR技术的日益普及。

那么,究竟是什么原因导致的?连接设备和流量的爆炸式增长需要比当今网络提供更高效的无线连接方案。802.11演进(a,b,g,n,ac)通过改进的调制,信道绑定和MIMO提供了越来越高的数据速率。实际上,Wi-Fi 5(802.11ac)在达到千兆位吞吐率方面其表现十分优秀。但是,实际Wi-Fi使用有细微差别,特别是在高密度场景中,会阻止用户从更高的数据速率中受益。 Wi-Fi 6(802.11ax)标准通过关注效率而非原始数据速率来推动这一趋势。实际上,Wi-Fi 6(802.11ax)是智能确定性的, Wi-Fi 6(802.11ax)AP可以在密集和拥挤的环境中有效利用频谱并优化吞吐量。

简而言之,拥挤的Wi-Fi部署类似于走走停停的交通。路上越来越多的车辆——轿车、SUV、大钻机和两轮车——降低了平均速度,对驾驶员(用户)体验产生了负面影响。然而,建设包括拼车车道的多车道Wi-Fi 6(802.11ax)公路通过扩大容量和优化效率使每个用户的平均吞吐量更高。可以肯定的是,Wi-Fi 6(802.11ax)专为高密度环境而设计,并且意识到并非高速公路上的每辆车都具有相同的速度需求。例如,某些设备和应用程序具有特定的延迟需求或突发流量需求,而其他应用程序需要较长的电池寿命。Wi-Fi 6满足所有这些要求。

让我们仔细看看Wi-Fi 6(802.11ax)AP的主要功能和优点:

  • 同时多用户传输:通过关注每站的平均吞吐量而不是聚合输出,利用MU-MIMO和OFDMA(已在蜂窝域中广泛使用的两种技术)有效地实现了这一点。它们是在两个方向(上行链路和下行链路)上的互补技术,其同时有效地向多个用户提供各种业务类型(例如:文本消息、视频流等)。虽然当多个用户具有要发送的完整缓冲区流量时,MU-MIMO非常有用,但是当多个用户拥有少量数据时,OFDMA可以提供***的好处。
  • 上行资源调度:此功能可能是Wi-Fi 6(802.11ax)最重要的创新和挑战。利用上行链路资源调度,AP确定地分配资源,协调和调度多个客户端的同时传输。
  • 空间重用:多个AP通过减轻同信道干扰在共享信道上运行。这通过称为BSS着色的空间重用技术成为可能,其使得一个BSS中的设备能够忽略来自相同信道上的其他BSS的帧,这些帧通常是有一定距离。
  • 提高电源的效率:使用称为目标唤醒时间(TWT)的技术,STA可以“睡眠”更长时间,从而降低功耗。 AP与STA协调以指定和预定的间隔唤醒以交换数据帧。
  • 支持室内和室外操作:Wi-Fi 6(802.11ax)包括诸如长OFDM符号之类的机制,以优化多路径并支持强大的室外部署。
  • 高阶调制:使用1024QAM,Wi-Fi 6可以在256QAM上容量增加25%,特别是在近距离时。

总之,随着流媒体4K视频和其他形式的沉浸式内容成为常态,使用较旧的Wi-Fi 5(802.11ac)AP在高密度部署方案中提供快速可靠的Wi-Fi覆盖变得越来越困难。这正是为什么新的Wi-Fi 6(802.11ax)标准比其前身Wi-Fi 5(802.11ac)提供高达四倍的容量增长的原因。 借助Wi-Fi 6(802.11ax),在密集设备环境中部署的多个AP可以为具有更多不同使用配置文件的更多客户端共同提供所需的服务质量。 从我们的角度来看,Wi-Fi 6(802.11ax)正在发挥关键作用,帮助Wi-Fi演变成无冲突的确定性无线技术,显著提高聚合网络吞吐量,以满足高密度场所的需求。

责任编辑:赵宁宁 来源: 物联网空间站
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